应对分布式电源规模化接入的智能配电网保护构建模式与原理研究

大规模分布式电源多点接入配电网后，根本性地改变了传统的单电源辐射型配电网结构，配电网故障后的电气量变化特征也发生了显著变化，从而使得传统配电网的故障检测方法、继电保护原理和整定计算原则难以满足电网安全运行要求，这已成为制约分布式发电技术进一步发展和应用的重要技术屏障。本项目将针对分布式电源大规模接入后对配电网继电保护带来的严峻挑战，结合智能配电网的发展需求，构建能应对分布式电源接入的智能配电网保护系统。课题的主要研究内容包括：含分布式电源的配电网故障分析方法和特性研究；适应于分布式电源接入的智能配电网保护配置模式、实现原理及整定计算原则；分布式电源保护与配电网保护、自动重合闸装置的协调配合机制。本课题的研究成果将为解决分布式电源大规模接入配电网后的安全稳定运行问题奠定系统的理论基础，对进一步促进分布式发电技术的发展和工业化应用具有重大意义。

本项目针对不同类型分布式电源的故障电流特性、含分布式电源的电网故障计算方法以及适应分布式电源接入的电网保护原理与关键实现技术等开展了系统的研究工作。建立了不同类型分布式电源在对称故障和不对称故障情况下的短路电流计算数学模型，结合数字仿真方法，从频域和时域两方面对分布式电源馈出的短路电流暂态和稳态特性进行了系统分析。根据电网故障分析和继电保护整定计算的要求，建立了分布式电源的短路电流计算等值模型，提出了含分布式电源的配电网短路计算新方法。上述研究为分布式电源接入后的电网故障分析、保护原理研究和整定计算奠定了理论基础，相关成果已在工程实际中得到了成功应用。对分布式电源接入后给电网继电保护动作性能带来的不利影响进行了全面的评估分析，提出了就地量保护原理的改进方案和整定计算原则和方法。结合智能配电网的发展需求，提出了基于区域信息的网络化保护的原理方案、自动重合闸策略，以及基于EPON技术的网络通信系统的构建模式和方法。在上述研究工作基础上，开发了网络化保护系统试验样机，构建了动模试验平台，进行了系统的试验测试。动模试验结果验证了所提出的网络化保护原理的良好性能。